广州西塔巨型斜交网格平面相贯节点试验研究

广州西塔主塔楼高432m,结构形式采用钢管混凝土巨型斜交网格外筒和钢筋混凝土内筒构成的筒中筒结构。斜交网格外筒由不同角度的钢管混凝土柱斜向相贯而成,为了实现节点承载力大于构件承载力的强节点设计原则,提出了两种节点构造形式:加强板+衬板节点和法兰板节点。为了验证两种节点构造的合理性,了解节点实际受力的工作性状、破坏机理和承载能力,进行了8个比例为1∶5.5的节点模型试验,设计并制作了能承受20000kN的自平衡钢结构加载架,采用两个10000kN千斤顶对相贯节点的柱端施加轴向力。结果表明两种构造形式的节点均表现出了约束混凝土的特点,均可满足西塔主塔楼结构设计承载力的要求,具有较高的安全性。相对法兰板节点,加强板+衬板节点对核心混凝土约束作用较大,力学性能较好。     

斜交网格Y型转换层节点受力性能试验

为了解斜交网格中Y型转换层节点的受力性能,笔者通过对与某实际工程相似比为1:3的2个Y型节点模型进行对称加载和非对称加载静力试验,并利用ABAQUS 软件开展对应的数值模拟分析,分析带内隔板方钢管混凝土柱-钢梁刚性节点的受力和变形特征,验证其构造的合理性。试验结果与数值模拟一致表明: 加载过程中,节点核心区变形不显著,斜柱将先于节点区破坏,节点区将能有效传递斜柱内力,起到良好的联结作用,满足节点承载力大于构件承载力的强节点设计原则。     

广州西塔巨型斜交网格空间相贯节点试验研究

平面相贯节点试验无法考虑西塔实际结构中节点平面外角度及楼面梁对节点平面外刚度的贡献。为了更好地研究实际结构中节点的受力性能,在改进加强环+衬板平面相贯节点构造的基础上提出了一种空间相贯节点构造,进行了比例为1∶5.86的4个节点模型试验。试验结果表明:空间相贯节点可以满足西塔结构承载力的要求,验证了节点承载力大于构件承载力的强节点设计原则。平面外位移对节点承载力的影响较大,在设计中应采用加强楼面梁或采用预应力索等方式严格控制节点平面外位移,保证结构安全可靠。     

超高层建筑钢结构斜交网格施工中的爬升平台设计与应用

在超高层建筑结构中,斜交网格因其柱体倾斜,高空施工难度大,故施工操作平台的设计至关重要。通过对镇江苏宁广场塔楼建筑的斜交网格工程实例分析,设计了一种安全、高效的整体爬升式的操作平台,并制订了制作、安装和维护的技术措施,保证了项目的顺利施工,对同类型的工程具有一定的指导意义。     

某金融大厦斜交外网格塔楼结构设计

某金融大厦采用菱形斜交网格支撑钢框架+混凝土核心筒混合结构体系。通过角柱的连续倒塌分析,结构在偶然荷载作用下不会发生连续倒塌;在整体结构分析中,对重要的角柱节点局部采用精细有限元模拟,分析结果表明节点不会先于构件发生破坏;为得到不同构件的最大内力和变形,提出设计时采用4种不同的结构模型;进行了结构动力弹塑性分析,定性地找出了结构的薄弱部位,并提出相应的加强措施;振动台试验结果表明结构体系安全可靠。     

宁波国华金融大厦超高层斜交网格体系设计

宁波国华金融大厦塔楼建筑高度206. 1m,是一座5A甲级写字楼。塔楼采用斜交网格外框架-核心筒双重抗侧力体系,周边钢梁仅在节点层与斜交网格刚接,在其余楼层铰接。重力支承系统包括横跨在核心筒与外围斜交网格之间的钢梁以及钢梁支承的钢筋桁架组合楼板。主要研究了该塔楼的结构体系及特点、结构构件的性能目标、斜交网格节点的设计、整体指标的控制、弹性时程分析的地震效应以及结构主要抗震构造措施。结果表明,相对传统的框架-核心筒结构体系,斜交网格外框架-核心筒结构体系中斜交网格外框架承担的剪力和倾覆力矩均较大,可视为筒中筒结构体系。     

望京国际广场巨型斜交网格节点有限元分析

北京保利望京国际广场1号塔楼高160 m,由巨型斜交网格外框筒＋钢筋混凝土内筒组成,其中网格外筒为钢管混凝土斜柱交叉组成.由于钢管混凝土柱斜向交叉相贯,导致相交节点几何构造复杂,其受力也较为复杂.采用大型通用有限元软件ABAQUS对节点进行有限元分析,分析出节点的极限承载力,与试验结果进行对比,验证了数值仿真分析的可行性,并对节点的安全性进行了评价,依据试验与数值分析的结果,优化了节点几何构造.有限元分析可为节点设计提供有益参考数据.     

北京某超高层建筑结构设计探讨

某超高层建筑地上28层,建筑高度117m,为超高层办公建筑。建设单位提出室内净高3m的品质需求,且规避结构超限。经比选,楼盖采用钢梁+压型钢板组合楼盖,结构体系采用矩形钢管混凝土框架-钢筋混凝土核心筒混合结构。针对工程楼盖跨高比较大的特点,重点探讨了塔楼的结构体系及楼盖体系设计与净高配合设计间的要点、难点。通过组合梁及跨中加腋的措施,保证了楼盖满足结构正常使用极限状态,同时也实现了建筑净高的要求。     

带摩擦剪切耗能节点的高层建筑斜交网格结构体系抗震性能研究

结合建筑外立面的特点,树根互联全国总部&三一集团华南总部超高层建筑采用由24根钢管混凝土斜柱构建的外露斜交网格钢框架+混凝土核心筒+内部24根钢吊柱竖向分区段悬挂承重的结构体系。每5层外框斜柱交汇节点处存在3.2m跨度的马鞍形短梁节点,在侧向作用下,剪切变形显著。将摩擦型材料应用到马鞍形节点处形成摩擦剪切耗能节点,对该结构进行抗震性能化分析,表明马鞍形摩擦剪切耗能节点在设防烈度及罕遇地震作用下能起到一定“保险丝”的作用,参与结构耗能机制,提高第二道抗震防线外框结构的延性,保护外框钢管混凝土柱。     

中石油大厦斜交网格X型节点试验研究

为了解斜交网格中X型节点的受力性能,进行相似比为1∶5的4个X型节点模型试验,并利用ABAQUS软件开展对应的数值模拟分析,试验的主要参数为试件节点区体积配箍率和加载方式。试验结果与数值模拟一致表明:加载过程中,节点区变形不显著,达到极限荷载时刻,试件突然破坏,显然X型节点的破坏方式属于脆性破坏。其次,等值加载与差值加载两种不同加载方式对节点极限荷载的影响较小,实际结构存在的差值受载方式对节点产生的不利作用可以忽略。提高X型节点区的体积配箍率可减小节点区横向膨胀变形,且在保证节点区最小体积配箍率大于1.44%的前提下,斜柱将先于节点区破坏,节点区将能有效传递斜柱内力,起到良好的联结作用,满足"强节点,弱柱"的要求。     

深圳京基金融中心大型钢管混凝土柱施工及监测技术

深圳京基金融中心为超高层建筑,采用矩形钢管混凝土柱结构。钢管柱最大截面尺寸为3.9m×2.7m,柱内设有横向和竖向肋板。通过创新钢管柱吊装及焊接、钢筋混凝土施工工艺,科学统筹安排钢管柱安装与钢筋混凝土施工的交叉作业,有效地解决了施工过程中的各种难题。通过布设传感器,采用无线传输的高频自动监测和数据采集存储方式,实时持续监测钢管混凝土柱的应变发展情况和变化规律,验证了施工过程中结构的安全性,并为完善及优化施工方案提供了数据参考。     

芯钢管连接的钢管混凝土半连通边节点试验研究

提出一种芯钢管连接的钢管混凝土半连通边节点形式。该种节点在有梁的3个方向间断外钢管,设置芯钢管补偿间断外钢管对节点的削弱。在无梁一侧保持钢管混凝土柱的外钢管连通,梁中纵筋在节点直通,梁、柱、节点的混凝土一次整浇。通过模型试验,研究节点的破坏过程、破坏形态、梁和局部连通钢管的作用及试件各组成部分的荷载-应变关系。使用ANSYS程序对模型试件进行分析,试验结果和数值计算结果吻合良好,均证实了新型节点具有良好的强度和刚度,节点承载力大于所连接梁、柱的承载力。试件破坏时,节点芯钢管还具有较大的承载潜力。局部连通的钢管对节点混凝土有一定保护作用且有利于施工中上下钢管的对中。     

芯钢管连接的钢管混凝土半连通角节点试验研究

提出一种芯钢管连接的钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的新型节点形式。在钢筋混凝土梁与钢管混凝土柱连接区,局部间断钢管混凝土柱的外钢管,设置芯钢管连接上下钢管混凝土柱,使钢筋混凝土梁中的钢筋直接伸入节点,节点混凝土与梁中混凝土成为整体,简化了节点构造,保证了节点刚度。通过半连通角节点模型试验,研究了节点试件的破坏过程、破坏形态、节点区各组成部分的荷载-应变关系。研究表明,芯钢管混凝土对节点强度、刚度有重要作用。试件破坏是由梁和柱的破坏引起,直至试件达到极限状态,节点尚未破坏,证实了这种节点的可行性,且满足"强柱、弱梁、节点更强"的抗震设计原则。     

装配式钢管混凝土剪力墙钢管连接性能试验研究

本文完成了5个装配式钢管混凝土剪力墙钢管连接节点试件的拟静力试验,介绍了一种采用带螺纹套管灌浆连接的新型钢管连接方法,通过是否增设加强部位和不同灌浆方式的对比,研究了这种连接方式的连接性能,以及灌浆方式对其连接性能的影响,并计算连接缝处灌浆料与钢管的极限粘结强度。试验结果表明:这种新型的钢管连接方式是可靠的,是能够满足结构要求的,而且从底部浇注灌浆料更有利于提高试件承载力,其连接缝处灌浆料与钢管的极限粘结强度约为0.33~0.34倍的内部灌浆料抗压强度。     

钢管混凝土在桥梁工程中的应用与前景

钢管混凝土(CFST)具有承载力高、施工方便和抗震能力好等优良性能,在国内外桥梁工程中得到较为广泛的应用。全面地总结了钢管混凝土结构在梁式桥、拱桥、斜拉桥等多种桥型中的应用情况,并着重探讨了钢管混凝土桥墩的研究和应用现状。介绍了"部分钢管混凝土"桥墩的试验结果。探讨了钢管混凝土结构应用于桥梁工程中还有待解决的主要问题。最后对钢管混凝土在桥梁工程中的应用前景作了展望。     

钢筋混凝土超高层建筑层间位移的模型试验研究

通过 11层框架 剪力墙平面截断模型的静力加载试验 ,研究了原型为 5 2层的钢筋混凝土超高层建筑在正常使用状态下的受力和变形 ,重点考察了层间位移与构件裂缝的关系 ,同时研究了竖向荷载及加强层对层间位移限值的影响。试验结果表明 ,正常使用状态下将钢筋混凝土超高层建筑的层间位移角控制在 1/ 5 0 0以内时 ,其竖向构件不会开裂 ,框架梁、连梁与填充墙的裂缝均可以控制在允许范围内。现行《高规》的层间位移限值可以放松     

恒高温下钢管混凝土界面黏结性能试验研究

钢管混凝土的界面黏结性能是钢管和混凝土之间共同受力与协调变形的基础。为探讨高温下钢管混凝土界面黏结破坏特点和平均黏结强度的主要影响因素,文中以恒温温度、长径比和径厚比等为主要研究参数,进行钢管混凝土试件恒高温下的推出滑移试验,得到钢管混凝土界面的温度-时间和荷载-滑移关系曲线。试验结果表明,在20℃～900℃研究范围内,恒温温度对圆钢管混凝土平均黏结强度有显著的影响,平均黏结强度随恒温温度的升高先减小后增加再减小,降低幅度最高达到90%;平均黏结强度随钢管长径比的增大而减小,降低幅度最高达50%;钢管径厚比对平均黏结强度影响很小,降低幅度在10%以内。